上述したように、本発明の重要な特徴は高� ��度工具鋼と比較して合金元素の添加量を低� ��しても、400~500℃の高温に加熱しても58HRC以� ��の良好な硬さを維持できる合金組成にある� ��以下に詳しく本発明を説明する。なお、特� ��記載の無い限り、各元素の含有量は質量%で 記す。
 C:0.5~1.2%
 Cは、表面被覆用合金の基地の硬さを高め、 高温焼戻しによってCrやMoとの炭化物を形成� �て表面被覆用合金の耐磨耗性を確保するた� �の重要な元素であるため必須で含有する。
 しかし、Cが1.2%を超えると表面被覆用合金� �靭性を劣化させ、0.5%未満であると、上述のC の添加効果が得られない。そのため、Cの範� �は0.5~1.2%に限定する。上述の効果を確実に得 るための好ましいCの範囲は0.6~0.85%である。� �に好ましくは、Cの下限を0.6%とし、上限を0.7 %とする。

 Si:2.0%以下
 Siは、脱酸元素として添加する他、本発明� �おいては高温焼戻しの硬さを高める効果が� �るので2.0%以下の範囲において必須で添加す� ��。Siを2.0%を超えて添加しても、Siの高温焼� �しの硬さを高める効果の向上は望めず、か� �って靭性や熱間加工性を阻害する。そのた� �、Siは2.0%以下の範囲に規定する。
 なお、Siの高温焼戻しの硬さを高める効果� �確実に実現できる好ましい範囲は、0.1~1.5%で ある。更に好ましくは、Siの下限を0.3%、更に 好ましくは0.5%とすれば良く、好ましい上限� �1.3%、更に好ましくは1.1%である。

 Mn:1.0%以下
 Mnは、添加すると靭性を劣化させることな� �鋼の強度を増すことができ、高温焼戻しの� �さも改善される。但し、過度なMnは、加工性 、低温靭性を低下させる。また、同時に加工 硬化し易くなり、加工時に材料の弾性限界点 、降伏点、引張り強さ、疲労限界等が増加し 、伸び、絞りが減少する。更に1.0%を超える� �囲では焼戻し時に脆性が発生するので、Mnの 上限を1.0%以下に規定する。鋼の強度を確保� �て、加工性の低下や焼戻し時の脆化をより� �実に抑制できる好ましいMnの下限は0.2%であ� �、さらに好ましくは0.3%、さらに好ましくは0 .6%である。好ましい上限は0.8%である。

 Cr:5.0~14.0%
 Crは、焼入れ性を向上させ、高温焼戻しの� �さを高める効果があるため、5.0%以上を必須� ��添加する。また、Crは、耐食性を向上させ� �効果もある一方で、過度のCr添加は加工性、 低温靭性に悪影響を及ぼすので、14%を上限と 規定する。また、Crの増加と共に高温焼戻し� ��硬さが上昇するとは限らず、適当なCr量に� �いて硬さが最高となる。この効果を確実に� �るにはCrの下限を7.0%、さらに好ましくは8.0%� ��上限を11.0%とするのが好ましい。

 Mo+1/2W:0.5~5.0%
 Mo及びWは、固溶強化および/または炭化物の 析出硬化により高温焼戻し後の軟化抵抗を向 上させ、耐摩耗性、耐熱疲労性を改善するた めに単独または複合で添加できる。更に、硬 質な炭化物を作り、硬さを向上させる。
 WはMoの約2倍の原子量であることからMo+1/2W� �規定する(当然、何れか一方のみの添加とし� ��も良いし、双方を共添加することもできる) 。Mo、Wが少ないと高温焼戻しの硬さの改善が 得られなくなるため、下限を0.5%に規定する� �但し、添加量が5.0%を超えても上記の効果の� ��上はあまり望めない。そのため、Mo+1/2Wの上 限を5.0%に規定する。好ましくはMo+1/2Wの下限� ��1.0%、上限を4.0%、さらに好ましくは3.0%とす� ��ば良い。

 N:0.015%を超えて0.1%以下
 Nは、添加により固溶強化、析出硬化および /または、炭化物の結晶粒を微細化させ硬さ� �向上させる他、高温焼戻しの硬さやクリー� �特性の改善に有効な成分であるが、過度な� �加は加工性、低温靭性を低下させるので、� �限を0.1%に規定する。一方、Nが過度に少なく なると、固溶強化、析出硬化および/または� �結晶粒を微細化させ硬さを向上させる効果� �出ないため、Nの下限は、0.015%を超えた範囲� ��規定する。高温焼戻しの硬さを確保するた� ��に、好ましくはNの下限を0.04%、上限を0.08%� �すれば良い。

 本発明では、上述した元素の他は、実質的� ��Feであるが、製造上不可避的に混入する元� �は当然含有する。
 また、上記の元素以外に、選択元素として� ��軟化抵抗を向上させ、硬さと強さ、靭性と� ��った特性を向上させる効果のあるVは、1.0%� �下の範囲で、耐食性と言った特性を向上さ� �る効果のあるCuは、0.5%以下の範囲で、高温� �戻し時の結晶粒粗大化を防ぐ効果のあるNbは 、0.3%以下の範囲で、一種以上を添加するこ� �ができる。

 また、必須で添加するMn等との硫化物を形� �し、被削性を改善するSは、0.1%以下の範囲で 含有しても良く、特にSは、微量添加すると� �Mn等との硫化物を形成し、被削性を改善する ため、必要に応じて添加できる。一方でSを� �量に添加すると、熱間加工性、耐溶接高温� �れ性、耐食性に悪影響を及ぼすため、0.1%以� ��と規定する。被削性の改善に好ましくは、S の下限を0.03%、上限を0.08%とすれば良い。
 また、Sと同様に、被削性を改善するCa及びM gについても、Ca:0.1%以下、Mg:0.03%以下の範囲� �添加することができる。
 S,Ca,Mgについては、複合添加も可能である。

 上記の表面被覆用合金は、400~500℃の高温に 加熱しても58HRC以上の良好な硬さを維持でき� ��ことから、400~500℃の高温に昇温して硬質皮 膜の密着性を高め、摺動性を向上させる硬質 皮膜を被覆するP-CVD(プラズマCVD)やPVD法用の� �材として最適である。
 P-CVD(プラズマCVD)やPVD法を適用するとTiN、TiC 、Al ₂ O ₃ 、DLC等の硬質皮膜を被覆することができる。 中でも、密着性を向上させたDLC膜を被覆する 場合、表面被覆用合金は400~500℃程度に加熱� �れる場合があること、そして、更にDLC膜は� �れた摺動性を付与することができる。その� �め、本発明の表面被覆用合金は、P-CVD(プラ� �マCVD)やPVD法で密着性の良好なDLC膜を被覆す� ��素材として好適であり、摺動部材としては� ��本発明の表面被覆用合金とDLC膜の組合わせ� ��最適であり、特に好ましい。